連鑄工藝、設(shè)備-連鑄坯凝固與傳熱培訓(xùn)課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 熱狀況： ： 熱流與銅壁溫度呈線(xiàn)性關(guān)系，水流速增加，熱流增大。所以， 結(jié)晶器必須使用軟水。 ?保護(hù)渣對(duì)結(jié)晶器熱流的影響與渣膜厚度有關(guān)。坯殼有部分表面直接與銅壁接觸，局部熱流增加，從而導(dǎo)致局部區(qū)域收縮而形成凹陷或厚薄不均，因此， 使保護(hù)渣具有合適的粘度值（ ηv2值），是得到均勻渣膜，使結(jié)晶器導(dǎo)熱穩(wěn)定，控制結(jié)晶器內(nèi)坯殼均勻生長(zhǎng)的重要手段。此時(shí)結(jié)晶器銅壁溫度波動(dòng)較大，約為 100℃ 。鑄坯在二冷區(qū)要全部凝固還需散出 210～ 294kJ∕kg 的熱量。 二 .影響二冷區(qū)傳熱的因素 ⑴當(dāng) TS﹤300℃ 時(shí)，熱流隨 TS增加而增加，此時(shí)水滴潤(rùn)濕高溫鑄坯表面為對(duì)流傳熱； ⑵當(dāng) 300℃﹤T S﹤800℃ 時(shí)，隨溫度提高熱流下降，在高溫鑄坯表面有蒸汽膜，呈核態(tài)沸騰狀態(tài)； ⑶當(dāng) TS﹥800℃ 時(shí)，熱流幾乎與鑄坯表面溫度無(wú)關(guān)，甚至于呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)楦邷罔T坯表面形成穩(wěn)定蒸汽膜阻止水滴與鑄坯接觸。 ? 噴嘴的安裝、維修和新舊程度以及是否堵塞，對(duì)傳熱效果有重要影響。定義冷卻指數(shù) I： ? I=W∕VPL 式中： W— 整個(gè)冷卻區(qū)的噴水量， m3 ∕min. V— 拉坯速度， m∕min. P— 被冷卻鑄坯的周邊長(zhǎng)度， m。 2242綜液液綜KvDLvtLtKD??? 167。對(duì)于弧形連鑄機(jī)，鑄坯低倍結(jié)構(gòu)具有不對(duì)稱(chēng)性。 ⑵液相穴局部區(qū)域處于過(guò)冷狀態(tài)，等軸晶可以在液相中存在，并在凝固前沿下沉。 ⑵ 柱狀晶 A．柱狀晶的主枝干較純，而晶間偏析嚴(yán)重。 ⑷控制二冷區(qū)冷卻水量（減小二冷水量）。 ⑵結(jié)晶器加入微型冷卻劑。 ⑻中心區(qū)完全凝固形成了 V形偏析。 ?形成過(guò)程： ⑴柱狀晶開(kāi)始均勻生長(zhǎng)； ⑵由于鑄坯傳熱的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致局部區(qū)域柱狀晶優(yōu)先生長(zhǎng)； ⑶在某一局部區(qū)域兩邊相對(duì)生長(zhǎng)的柱狀晶連接，或者等軸晶的下落，被柱狀晶捕集而形成 “ 搭橋 ” ； ⑷液相穴內(nèi)鋼液被 “ 凝固橋 ” 分開(kāi)，橋下面的殘余鋼液凝固時(shí)要收縮，得不到上面鋼水的補(bǔ)充而形成疏松或縮孔，并伴隨有嚴(yán)重的中心偏析。 ）。在一定范圍內(nèi)，增加冷卻強(qiáng)度有助于縮短液相穴深度，但是冷卻強(qiáng)度的變化對(duì)液相穴深度的影響幅度小。對(duì)低碳鋼或裂紋不敏感鋼，比水量取大一些；對(duì)高碳鋼、合金鋼或裂紋敏感鋼，比水量取小一些。水滴越小，單位體積內(nèi)水滴個(gè)數(shù)就越多，霧化越好，這有利于均勻地冷卻鑄坯，提高傳熱效率。連鑄機(jī)上直接測(cè)定傳熱系數(shù)是很困難的。 ?鋼中含碳量與熱流的關(guān)系： 167。同時(shí)過(guò)熱鋼水的動(dòng)能，在凝固前沿會(huì)形成對(duì)流運(yùn)動(dòng)，可能沖刷、熔化已凝固的坯殼。通常把保護(hù)渣的 ηv2值作為形成穩(wěn)定渣膜的最佳潤(rùn)滑條件（ v為拉速）。它充滿(mǎn)氣隙對(duì)傳熱有利。結(jié)晶器最大供水量，對(duì)于板坯和大方坯，每流為 500～ 600m3∕h ，對(duì)于小方坯為 100～ 150 m3∕h 。 ⑵ 操作因素對(duì)結(jié)晶器傳熱的影響 ?單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)結(jié)晶器水縫中的水量，對(duì)其傳熱有重要影響。 ?銅壁厚度在一定范圍內(nèi) 對(duì)傳熱影響不大。 氣隙熱阻占總熱阻 84％以上。 二．結(jié)晶器坯殼生長(zhǎng)規(guī)律 ?結(jié)晶器內(nèi)坯殼的生長(zhǎng)規(guī)律服從平方根定律： ? e：凝固層厚度， mm ? t：凝固時(shí)間， mink：凝固系數(shù)， mm∕min 1∕2 ?l：結(jié)晶器有效長(zhǎng)度， mm ? v：拉坯速度， mm∕min ? K值代表了結(jié)晶器的冷卻能力，其大小對(duì)凝固坯殼厚度有重要影響。 ?由于坯殼溫度的回升，其強(qiáng)度降低，在鋼水靜壓力作用下使其再次帖緊銅壁，傳熱條件有所改善，坯殼增厚，于是又產(chǎn)生冷凝收縮，牽引坯殼再次離開(kāi)銅壁，這樣 周期性的離合 2～ 3次，坯殼達(dá)到一定厚度并完全脫離銅壁，氣隙穩(wěn)定形成。 mm???鋼液與銅壁彎月面的形成： ?在彎月面的根部，鋼液與水冷銅壁接觸，立即受到銅壁的激冷作用，初生坯殼迅速形成。 ?在液相穴下部液體的流動(dòng)主要是坯殼的收縮和晶體下沉所引起的自然對(duì)流，或者是由于鑄坯鼓肚所引起的液體流動(dòng)。 在固 — 液交界面附近，存在一個(gè)凝固脆化區(qū)： ?零強(qiáng)度溫度 TRN：強(qiáng)度 σ＝ 0的溫度。 ?鑄坯向空氣中輻射傳熱，使鑄坯內(nèi)外溫度均勻化。 3— 1 連鑄坯凝固與傳熱特點(diǎn) 一 .連鑄坯凝固過(guò)程實(shí)質(zhì)上是熱量傳遞過(guò)程，也是一個(gè)強(qiáng)制快速冷凝的過(guò)程。 ③ 通過(guò)結(jié)晶器在一分鐘內(nèi)要散出的熱量，最高時(shí)可占總需散熱量的 20％左右。 ?鋼高溫性能示意圖： ?TRN =TS+(20 ～ 30℃) ?TDN
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